非正规垃圾填埋场地球物理调查

赛盈地脉

非正规垃圾填埋场是指未经土地用地、规划、立项、环境保护等方面审批，并未按垃圾卫生填埋场建设的规范标准进行设计和建设的。其主要的危害包括土地资源浪费、有机物、重金属、病原微生物多重污染、填埋气体污染、甲烷燃烧爆炸风险以及土壤、地下水污染风险。

非正规垃圾填埋场作为土壤污染主要来源之一，对其进行治理修复不仅可以改善城市环境，为城市发展提供更多的土地资源和环境容量，更重要的是通过治理消除土壤及地下水污染风险。

我们受委托对某非正规垃圾填埋场进行物探工作。目前已有资料了解到该填埋场自2003年起开始堆填城市生活垃圾，直至2018年进行简单覆土封场。现急需对该垃圾填埋场开展高密度电阻率法（ERT）调查，以确定垃圾填埋范围和填埋边界，为垃圾填埋场的环境调查及修复治理提供可靠的科学依据。

仪器设备

本次工作采用GD-20高密度电阻率系统进行高密度电阻率测量，测点信息采用RTK进行收集。GD-20高密度电阻率系统支持常规的电测深，同时也可采用二维和三维装置进行断面测试，可用于自电、视电阻率和激电测试。

图1 GD-20高密度电阻率系统图

工作方案

首先在调查区进行可行性试验，确认后期调查工作所用的测量参数。试验选取2条剖面，分别为SY1和SY2。SY1两侧为原始地层，中部为已知有垃圾填埋的场地；SY2左侧为原始地层，右侧为已知有垃圾填埋的场地。每个场地均采用赛盈Wenner-Schlumberger（以下简称赛盈WS装置）、Dipole-Dipole和Edge-Gradient三种装置进行测量。同时于试验测线上布设6口钻孔（ZK1~ZK6）。

图2 试验测线与物性采集钻孔位置图

图3 试验测线与物性采集钻孔位置图

由图可知WS装置可以较好地描绘填埋垃圾的形态。ERT测线的布设以前期EM探测结果及现场地形条件为基础，探测参数以可行性试验为依据。本次调查共布设28条ERT测线，测试采用温纳-斯伦贝谢排列法 (Wenner-Schlumberger Array)，测线总长度11580 m，电极距为2、4m，对于边缘无法向外布设的区域，沿着边缘布设多条加密测线。

图4 调查区范围和ERT测线布设图

成果分析

为充分了解场地地层、填埋垃圾电阻率等情况，在进行填埋情况调查前，首先对场地背景进行探测。背景测线布设于调查区内确认未填埋垃圾的区域（ERT15），以及跨越填埋区和非填埋区的区域（ERT25）。

图5 背景测线ERT15电阻率等值线剖面图

图6 背景测线ERT25电阻率等值线剖面图

通过分析填埋区和未填埋区的电阻率差异，可知垃圾填埋的区域较背景区域呈现相对低阻的特征，形成低阻异常等值线梯度带。

以下是部分代表性测线电阻率等值线剖面成果。

图7 测线ERT4电阻率等值线剖面图与地质解释图

图8 测线ERT5电阻率等值线剖面图与地质解释图

图9 测线ERT6电阻率等值线剖面与钻孔岩心对比图、地质解释图

图10 钻孔岩心样品照片

结合所有剖面数据，通过二维插值功能，可得出调查区内垃圾的主要填埋范围及边界。

图11 调查区电阻率散点分布图

结论

通过此次在垃圾填埋场采取高密度电阻率法的调查方式，探明了垃圾填埋的边界和范围，验证了采用钻探物探结合方法调查垃圾填埋场地的可行性，为垃圾填埋场的环境调查及修复治理提供可靠的科学依据。